多執行緒-- 八.J.U.C之AQS
AQS
一.AQS的概念：
lock包下有三個籠統的類：
AbstractOwnableSynchronizer
AbstractQueuedLongSynchronizer
AbstractQueuedSynchronizer
通常的，AbstractQueuedSynchronizer的簡稱為AQS。一般我們叫AQS抽象佇列同步器。
AQS定義了一套多執行緒訪問共享資源的同步器框架，許多同步類實現都依賴於它
它是J.U.C的核心。
二.AQS的設計：
1.使用Node實現FIFO（First in First out）佇列，可以用於構建鎖或者其它同步裝置的基礎框架。
2.利用了一個Int型別表示狀態。
3.使用方法是繼承。子類通過繼承並通過實現它的方法管理其狀態（acquire和release）的方法操縱狀態。
4.可以同時實現排它鎖和共享鎖模式。（獨佔，共享）
三.AQS的常用同步元件：
1.CountDownLatch
2.Semaphore
3.CyclicBarrier
4.ReentrantLock
5.Condition（基於ReentrantLock的）
6.FutureTask（它不是AbstractQueuedSynchronizer類的子類）
1.CountDownLatch
它是一個同步輔助類，通過它可以完成類似於阻塞當前執行緒的功能，換句話說，就是一個或多個執行緒一直等待，直到其它執行緒執行的操作完成。
它用了一個給定的計數器來進行初始化，該計數器的操作是原子性的，也就是說，同時只能有一個執行緒去操作計數器。
呼叫該類await方法的執行緒，會一直處於阻塞狀態，直到其它執行緒呼叫countDown方法，使當前計數值的值變為0。
每次呼叫countDown方法的時候，計數器的值會減一。當計數器的值減到0的時候，所有呼叫await方法而處於等待狀態的執行緒會繼續往下執行。這操作只能出現一次，因為計數器是不能重置的。
典型應用場景：平行計算。
舉例：
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(200);
200表示需要等待執行完畢的執行緒數量。
結果就是，finish是在所有執行緒執行完畢之後執行的。
也可以有複雜的情況，就是每個任務我都給指定時間，超過指定時間沒做完，那也不管了。這也好弄，就是修改await方法
第一個引數是數值，第二個引數是單位。
2.Semaphore
訊號量。它可以控制併發訪問的執行緒個數。和CountDownLatch使用有些類似，也提供了兩個核心方法。acquire和release.
acquire方法是讓它獲取一個許可，如果沒有，就等待； release方法是執行完成後，釋放一個許可出來。
使用場景：常用於僅能提供有限訪問的資源，比如資料庫。資料庫連線數假設只有20，而我們應用的併發數可能會遠遠大於這些。如果同時對資料庫進行操作，有可能會出現因為無法獲取資料庫連線，而導致異常。這個時候我們就可以通過Semaphore控制併發數
舉例：
上圖只是獲取一個許可，如果我們有需求，需要拿到多個許可才可以執行怎麼辦？
答：也是在方法裡面加引數即可：
以上圖為例，假如我們想，超過3個併發，剩下的不執行了，丟棄，那麼怎麼辦？
答：用semaphore.tryAcquire（）方法即可。
3.CyclicBarrier
也是一個同步輔助類。他允許一組執行緒相互等待直到某個公共的屏障點。
通過它可以完成多個執行緒之間相互等待，只有當每個執行緒都準備就緒後才能各自繼續往下執行後面的操作。
和CountDownLatch相似的地方上是，它也是通過計數器實現的。
程式碼舉例實現：
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5); 這句程式碼告訴我們當前有5個執行緒要同步等待。
barrier.await(); 當達到括號裡給定的數目的時候，這段程式碼後面的部分就可以執行了。
執行結果為：
同樣，這個await方法也是可以傳參的，跟上面一樣，也是傳入時間，意思就是讓它只等待多少時間。
而且，在CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5)程式碼裡面，也可以傳入第二個引數runnable介面。例：
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5,()->{
log.info("test running");
});
意思是，在達到屏障點的時候，優先執行裡面的程式碼。
4.ReentrantLock 與 鎖
Java裡主要分為兩類鎖，一類是synchronized關鍵字修飾的鎖；一類是J.U.C裡提供的鎖。
一.ReentrantLock（可重入鎖）和synchronized的區別
①.可重入性
②.鎖的實現
synchronized關鍵字是依賴JVM實現的，ReentrantLock是JDK實現的。
③.效能區別
在synchronized關鍵字優化以前，效能差很多。但是引入了輕量級鎖之後，兩者效能差不多了。
④.功能區別
便利性：synchronized用起來比較方便，是由編譯器決定鎖的加鎖和釋放，不會造成死鎖，JVM自動釋放。而ReentrantLock需要我們手工加鎖釋放鎖。為了避免忘記釋放造成死鎖，最好在finally中宣告。
鎖的細粒度和靈活度：ReentrantLock要優於synchronized。
二.ReentrantLock獨有的功能
①.ReentrantLock可指定是公平鎖還是非公平鎖；而 synchronized只能是非公平鎖。
公平鎖：先等待的執行緒先獲得鎖。
②.ReentrantLock提供了Condition類，可以分組喚醒需要喚醒的執行緒；而synchronized要麼隨機喚醒一個，要麼喚醒全部。
③.ReentrantLock提供了能夠中斷等待鎖的執行緒的機制，lock.lockInterruptibly()
所以，如果想實現這三個功能的時候，是必須要使用ReentrantLock的。
程式碼演示：
在Lock lock = new ReentrantLock()建立鎖物件時，可以傳入引數。
原始碼如下：
預設傳入的是個非公平鎖。可以傳入引數true false使其成為公平鎖。
5.StampedLock
StampedLock控制鎖有三種模式。寫，讀，樂觀讀。重點在樂觀讀上。
一個StampedLock狀態是由版本和模式兩個部分組成。鎖獲取方法返回的是一個數字，作為票據。0表示沒有寫鎖，讀鎖上分為悲觀鎖和樂觀鎖。
對吞吐量有巨大改進，效能高一些。
舉例：
